Proline Prosonic Flow B 200

Proline Prosonic Flow B 200 Ultrahangos biogázmérés 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 1

Mi is a biogáz? A biogáz tipikusan egy olyan gáz ami biológiai lebomlás útján keletkezik oxigén mentes környezetben. A biogáz előállítható biomasszából, trágyából, szennyvízből, zöld és kommunális hulladék anerob rothasztásával vagy fermentáció útján. A biogáz esősorban metánt (CH4), másodsorban szén-dioxidot (CO2) némi kénhidrogént (H2S) és párát tartalmaz. Össztevők

Koncentráció (Vol%)

Metán (CH4)

50 to 75

Szén dioxid (CO2)

25 to 45

Víz (H2O)

2 (20 °C) – 16 (55 °C)

Nitrogén (N2)

<1

Oxigén (O2)

<5000 ppm

Kén-hidrogén (H2S)

<5000 ppm

Hidrogén (H2)

<5000 ppm

02/03/2009 Koncz Tamás Slide 2

Biogáz beruházások előrejelzése 9 8 7

Up to 100KW 100KW 250KW 400KW

6 5

750KW 1000KW

4

5MW

3

10MW 20MW

2

>20MW

1 0 2006 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 3

2008

2010

2015

2030

Biogáz termelés 2006-2030 között Market of Biogas előrejelzése Plants Worldwide 2006-2030 by kapacitás/mrd. USD Plant/Capacity/Size, in US$ bn.

Biogáz termelés Európában

Kommunális szeméttelep biogáz 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 4

Városi szennyvíz és ipari biogáz Egyéb biogáz

Növekvő üzlet Szemétkezelés Kellemetlen rossz szag – a szennyvíztelepeknél, állatfarmoknál és derítőknél. Globális felmelegedés: a metán 21-szer veszélyesebb mint a CO2


Növekvő üzlet

Energia szektor – a kormányok elvárása a megújuló energiaforrások hányadának növelése a hagyományos energia termelésben. Az európai országok erősen eltökéltek a megújuló energia források támogatásában, figyelemmel a kyoto-i egyezményre. Fentiek alpján az EU a következő határozatot hozta 2007-ben: 2020-ra Európa teljes energiatermelésének 20%-át megújuló forrásokból kell fedezni. 2020-ra az üzemanyagok 10%-a bioüzemanyagnak kell lennie


A B 200 ultrahangos mérő ipari alkalmazásai Négy jellemző biogáz forrás:

Mezőgazdaság

Ipar


Városi szeméttelep

Városi szennyvíztelep

Kommunális biogáz előállítás A kommunális biogáz telepek a biogázt szennyvízkezelés során állítják elő szerves hulladékokból, városi szemétből. A kommunális szemétkezelés és biogáz előállítás Európában folyamatosan, de lassan növekvő piac. A kommunális szennyvíztelepek műszerezésében az E+H jelentős részt vállal, a telepek nagysága és a technológia bonyolultsága miatt.


Lakossági szeméttelep Ez komoly üzleti lehetőség, azonban a megváltozott szemétkezelési politika miatt, csökkenő tendenciát mutat. Az Egyesült Államokban a metán kibocsátás második legnagyobb forrása az emberi szemét. A telepek nagy száma miatt kormányzat is erősen presszionálja a biogáz elégetését.


Biogáz áramlásmérés Miért jelent kihívást a biogáz mérés? Magas páratartalom Változó gázösszetétel Alacsony áramlási sebesség Alacsony nyomás


Milyen mérési elven mérjünk? Termikus vagy ultrahangos mérővel?


Biogáz mérése kondenzátoros technológia mellett


Mérési elv ultrahangos mérőnél Up

tdn

Measuring principle

p t -u

Áramlás

n t-d Down (dn)

Downstrea m Signal Upstream Signal

∆t

tup

• Az ultrahang impulzusok mindkét irányban gyorsan követik egymást • Ha nincs áramlás, akkor a terjedési idők megegyeznek, (tup) = (tdn) 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 13

• Áramlás esetén, tup > tdn • Az időkülönbség (∆t) egyenesen arányos az áramlási sebességgel(v)

Metán tartalom meghatározása Mivel a hang sebessége a gázban négyzetgyökösen függ a hőmérséklettől, a B 200-as mérőbe egy Pt 100-as hőmérő van beépítve a biogáz hőmérsékletének meghatározásához. Ez a mérés kompenzálja a hőmérséklet okozta sebesség eltérést. Mivel a biogáz tipikusan párával telített gáz, a hőmérséklet ismerete páratartalom számítását is lehetővé teszi. Ezzel kompenzálható a víztartalom okozta hangsebesség változás. A nyomás jelentéktelen hatással van a hangsebességre. 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 15

Biogáz 60% CH4 40% CO2 T= 40 °C A hang terjedési sebessége biogázban (60% CH4 40% CO2) at 40 °C is 350.8 m/s

Hőmérséklet

Metán

Széndioxid

Hang sebessége

°C

CH4

CO2

m/s

40

0.0%

100.0%

274.7

40

10.0%

90.0%

284.1

40

20.0%

80.0%

294.5

40

30.0%

70.0%

306.0

40

40.0%

60.0%

319.0

40

50.0%

50.0%

333.8

40

60.0%

40.0%

350.8

40

70.0%

30.0%

370.7

02/03/2009

40

80.0%

20.0%

394.2

Koncz Tamás

40

90.0%

10.0%

422.8

Slide 16

40

100.0%

0.0%

458.5

Hang terjedési sebessége a gáztartalom függvényében 550

500

450

Soundspeed (m/ s)

Hang sebesség (m/s)

T° 400

T°

350

300

250

200 0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Metán tartalom Methane content 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 17

70%

80%

90%

100%

Ellenőrző összehasonlító mérés ------ Ellenőrző mérés (gáz kromatográf) ------ Prosonic Flow B 200

Metán (%)


Idő (óra)

Méretek és mérési határok


Prosonic Flow B 200 műszaki adatok Átmérő

DN 50 to DN 200 méret 2" to 8"

Nyomás

PN 10

Folyamat csatlakozás

Lap joint flange acc. EN1092-1, Lap joint flange acc. ASME B16.5

Tech.hőmérséklet

0 to +80 °C (32 to 176 °F)

Környezet hőmérséklet

–40 °C to +60 °C (–40 to 140 °F)

Mérőcső anyag

1.4404/316L

IP besorolás

Compact: IP 66/67 (NEMA 4X)

Ultrahang szenzor

DN 50, DN 80 – 1 pár DN 100, DN 150, DN 200 – 2 pár

Műszaki besorolás 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 20

PED

Prosonic Flow B 200 műszaki adatok Robbanásbiztonsági besorolás

Térfogat mérési pontosság

ATEX, IECEx Ex ia IIC T6-T1 Gb, Ex d[ia] IIC T6-T1 cCSAus Class I Div. 1 Groups ABCD, Class I Div. 2 Groups ABCD ± 1.5% o.r. 3 to 30 m/s (9.84 to 98.4 ft/s) ± 3.0% o.r. 1 to 3 m/s (3.28 to 9.84 ft/s)

Térfogat mérés ismétlés

± 0.5% o.r.

Metán mérés pontosság

± 2% abs.

Metán mérés ismétlés Hőmérséklet mérés

± 0.5% o.r. ± 0.6 °C ±0.005 · T °C ( ± 0.9 °F ±0.005 · (T – 32)°F)

pontosság Hőmérséklet mérés ismétlés 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 21

± 0.3 °C ±0.0025 · T °C ( ± 0.45 °F ±0.0025 · (T – 32)°F)

Alkalmazási példa – Bad Säckingen

Szennyvíztelep


Alkalmazási példa – Bad Säckingen DE Városi szennyvíztelep A biogázt 3 anaerob rothasztóban állítják elő. Átlagos gáztermelés 25 m3/h (kénszűrő után)

A megtermelt gázból elektromos áramot állítanak elő gázmotorral. Gázmotor jellemző teljesítménye 130 - 140 kW 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 23

A gázmotornál keletkező hőt a rothasztó fűtésére használják

Alkalmazási példa – Bad Säckingen DE Technológiai alkalmazás Gáz térfogatáram a kénszűrő után 15 -50 normál m3/h Méret DN 50 Hőmérséklet 21 - 25 °C

Nyomás max. 50 mbar Gáz összetétel 55 - 65% CH4, CO2, RH 100% 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 24

Alkalmazási példa – Stockholm Vatten

Szennyvíztelep


Field trial – Stockholm Vatten SE Henriksdal Szennyvíztelep A biogázt 7 anaerob rothasztóban állítják elő. Általános biogáz termelés 1000 normál m3/h (kénszűrő után)

Biogáz értékesítés, földgázzal történt keverés után.


A kevert gázt autóbuszokba, taxikba és személyautókba tankolják.

Alkalmazási példa – Stockholm Vatten SE Technológia Biogáz előállítása anerob folyamattal, szennyvízből rothasztással. Térfogatáram 400 -1500 normál m3/h Méret DN 200 Hőmérséklet 30 - 35 °C Nyomás 40 - 50 mbar Gáz összetétel 60 - 65% CH4, 35 – 40% CO2, RH 100% 02/03/2009 Koncz Tamás Slide 27

Beépítés


THE NEXT STEP


Proline Prosonic Flow B 200

Recommend Documents